【K8s】Kubernetes 服务发现之 Service

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基本介绍

Service 是 Kubernetes 提供的一种服务发现机制，主要作用是通过 nodeSelector（标签选择器）关联 Pod 对象，以单一入口方式提供内部服务，解决了 Pod 重建后 IP 地址发生变化的问题。

Service 具有以下特点：

• Service 只支持四层负载均衡，即通过 IP + 端口的方式转发请求
• Service 对象创建后，kube-dns 或 coredns 可以为其生成唯一的 DNS NAME
• Service 可以将服务请求均衡分发到关联的 Pod 中，实现负载均衡

工作原理

• 关联 Pod：定义 Service 对象，通过标签指定要关联的 Pod，匹配标签的 Pod IP 和端口列表组成 Endpoints（负载均衡列表）
• 虚拟 IP：集群为 Service 分配一个虚拟的 IP 地址（ClusterIP），因此无法 ping 通
• 内部解析：集群 DNS 服务会为 Service 对象创建 DNS 条目
• 服务发现：集群内可以通过 Service 名称来发现并访问服务，而不需要知道 Pod 的 IP 地址
• 负载均衡：集群通过 kube-proxy 组件将访问请求负载均衡到 Endpoints 上
• 扩展性：如果 Pod 的数量发生变化，集群会自动更新 Service 和 kube-proxy 的配置

对象类型

• ClusterIP：默认类型，通过集群内部 IP 暴露服务，实现服务间调用，服务只能在集群内部访问
• NodePort：通过 Node 节点的 IP 和 静态端口暴露服务，路由到 ClusterIP 服务，通过 iptables 赋予了调用 Node 节点特定 Port 就能访问集群内部 Service 的能力
• LoadBalancer：一般为云厂商的负载均衡器（收费），可以向外部暴露服务。路由到 ClusterIP 服务和 NodePort 服务
• ExternalName：直接引用集群外部服务

资源清单（示例）

# demo-servcie.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: demo-service
spec:
  selector:                                   # 没有match，否则会报错
    app: web
  type: ClusterIP / NodePort / LoadBalancer
  #clusterIP: xx.xx.xx.xx / None              # Headless Service 配置为 None
  #externalIPs:
  #- xx.xx.xx.xx
  ports:
  - name: http                # 注意：暴露多个端口时，需要指定每个端口的 name
    protocol: TCP / UDP
    port: 80
    targetPort: 8080          # 建议使用 containerPort 的名称，如 http，https
    nodePort: 30000-32767
  - name: https
    protocol: TCP / UDP
    port: 443
    targetPort: 8443          # 好处：containerPort 改变后，不需要修改
    #nodePort: 30001          # 端口范围：30000-32767

创建对象

# 方法一：基于已有 Deployment 对象创建
kubectl expose deployment <对象名称> --type=<类型> --port=<port> --targetPort=<targetPort>
# 示例：
kubectl expose deployment demo-deployment --type=ClusterIP --port=80 --targetPort=80

# 方法二：命令行创建
kubectl create servcie <Servcie 类型> <对象名称> --tcp=<port>:<targetPort>
# 示例：
kubectl create servcie clusterip demo-servcie --tcp=80:80

# 方法三：基于资源清单创建
kubectl create -f demo-servcie.yaml
或
kubectl apply -f demo-servcie.yaml

附录

1、Kubernetes 的三种 IP 类型

• Node IP：Node 节点的 IP 地址，即物理网卡的 IP 地址
• Cluster IP：Service对象的 IP 地址，无法 ping 通
• Pod IP：根据 docker0 网桥的网段分配，由 CNI 插件保证不会冲突

2、Kubernetes 各种 “Port” 的含义

• port：指定 Service 在集群内部暴露的端口
• nodePort：指定 Service 在集群外部暴露的端口（30000-32767）
• targetPort：指定 Pod 的监听端口（不指定的情况下与 Port 的值保持一致）
• containertPort：指定 container 中服务的监听端口（应与 targetPort 一致）
• hostPort：指定 containerPort 映射到主机的端口